专利名称：像增强器的制作方法
技术领域：
本发明涉及将入射线像变换成可视的光学图像的像增强器。
背景技术：
在使用像增强器的医用x射线诊断装置、产业用非破坏检查装置、宇宙观
测用紫外线检测机等中， 一般将穿透被测体的X射线、紫外线、中子线的像用 像增强器变换成可视的光学图像后，用摄像机拍摄此可视的光学图像，并在监 视器显示此拍摄的视像，从而可作观察。
已有的像增强器具有在X射线的入射侧形成输入窗并相对于输入窗在相反 侧形成输出窗的真空管壳。此真空管壳内，在输入窗的内侧设置将X射线等变 换成电子束并加以放射的输入面，在输出窗的内侧设置将电子束变换成可视的 光学图像并加以输出的输出面，沿输入面至输出面行进的电子束的路径设置又 加速又汇聚电子束的电子透镜。此电子透镜包含对输入面施加负电压的阴极、 对输出面施加高的正电压的阳极、该阴极与阳极之间的多个栅极等。
通过对这种像增强器施加驱动显示管的高电压，例如栅极与阳极之间的电 位差达到大于等于6千伏/毫米，在这种电场强度大、电位梯度高的部位，从 栅极场致发射电子、金属异物位于该栅极上时，场致发射的概率进一步提高。 而且，电子发射带来的热使栅极产生气体，此气体按电子产生电离、并离子化 后，碰撞栅极，产生二次电子发射。因而，使局部异常放电持续，该放电到达 输入面，从光电层产生非正常光电子，此非正常光电子使输出面产生荧光，成
为像增强器的"非正常发光"的主要原因。此非正常光电子还使各种电极的电 位变化，从而像增强器的工作也不稳定。
作为其抑制措施，用二次电子发射系数小且其另一方面具有某种程度的导 电性的物质覆盖栅极等具有电位梯度的部位是有效的；作为代表性的物质，有
氧化铬膜(例如参考日本国特开昭58 — 5319号公报，第1 2页，图1)。
但是，已有的氧化铬膜缺乏与电极等的附着力和粒子间的粘结力，容易因 制造工序、使用时的振动或冲击、或者环境的急剧变化而剥落。此氧化铬膜剥 落时，不但从剥落的部位产生二次电子发射，导致上述非正常发光和工作不稳 定，而且剥落的膜片成为管内异物，所以不合格，导致成品率降低或质量降低。 为了提高附着力和粒子间的粘结力，已知将含水玻璃等作为粘接剂的方法，但 氧化铬膜容易受损，虽然二次电子发射性减小，可是在电绝缘性上带电，因此 成为引尘的原因，存在管内电位分布不稳定的问题。
因此，提出构成比例为，铬的原子百分比为25% 40%、硅的原子百分比 为1% 8%、碱金属的原子百分比为0.7% 5%，其余部分实质上由氧构成的 氧化铬膜。利用此氧化铬膜构成比例，得到适度的导电性和二次电子发射性， 能防止引尘和非正常发光等，而且确保与膜形成部位的附着力和粒子间粘结 力，能防止膜剥落，可防止该膜剥落带来的二次电子发射和管内异物造成的不 合格。
但是，金属异物介入时，栅极与阳极之间的电位差远未达到例如6千伏/毫
米的部位也成为放电源。
金属异物是指电极加工时产生烧瘤或在管内组装电极类时的磨擦、焊接时
等各种原因产生的异物，利用烧瘤去除处理和改善组装法、修正焊接条件，来 减少管内携入物，进而利用出渣、管内洗净，可某种程度排出，但并非万全， 实质上不可能扑灭管内金属异物。
此金属异物多数情况下为SUS、 Al、 Cu等，呈现50微米 200微米的针状。 此程度的大小，则在大于等于0.5千伏/毫米的电场下，能因库仑力的作用而 迂回转动。许多信息和各种实验表明像增强器实际运转工作中，潜伏在管内 的金属异物承载在栅极上，库仑力作用于异物，会使其站起并往阳极漂升，从 而使该处电场集中并产生放电，放电电流流通，金属异物熔敷在栅极，由于持 续放电的过程，像增强器不堪使用。
关于这个问题，通过使氧化铬膜至少形成在电场强度能成为大于等于0.5千 伏/毫米的电极部位，得到解决。所谓电场强度大于等于0.5千伏/毫米，这 是金属异物能在库仑力下移动的临界值。尽管如上文所述，金属异物因库仑力 而站起并产生电场集中，如果用氧化铬膜保护栅极，放电也得到抑制。即使产 生放电，金属异物也不直接熔敷在栅极，所以不会导致致命的持续放电(例如参
考曰本国特开2005 — 268197号公报)。
虽然如上所述，彻底解决介入金属异物而产生的连续放电现象，但根据一 些计算、实验、试制，判明产生以多个电极之间和将这些电极之间绝缘的绝缘 体为源的"非正常间歇放电"现象。
间歇放电的源是在多个电极间和将这些电极之间绝缘的绝缘体的界面上产 生的间歇击穿。例如，即使典型的9英寸规模的像增强器，也在阳极与作为放 大电极起作用的栅极之间施加27千伏的高电压。通常，例如由真空管壳的玻 璃管对两者作绝缘支撑。从栅极场致发射的电子使玻璃管带负电，扩大玻璃管 与阳极之间的电位差，此电位差超过绝缘破坏的阈值时，玻璃管与阳极的界面 上发生击穿。击穿的弧光入射到输入面，使非正常光电子从光电面出射，此非 正常光电子又使输出面非正常地产生荧光。其后，从上述带电开始，最终导致 击穿并输出荧光。此过程的重复产生间歇放电现象。间歇的间隔因管球结构、 外加电压而多种多样， 一般为几百毫秒至几百秒。此现象在医疗或非破坏检查 的现场妨碍其诊断性。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于防止间歇放电现象，提供可 靠性高的像增强器。
本发明的像增强器包含在入射线的入射侧形成输入窗，并相对于输入窗 在相反侧形成输出窗的真空管壳；设置在此真空管壳内输入窗侧，并放射与入 射线对应的电子束的输入面；设置在所述真空管壳内输出窗侧，并将所述电子
束变换成可视的光学图像的输出面；设置在所述输入面与所述输出面之间，并 在所述电子束的路径上构成电子透镜的多个电极；使该多个电极之间绝缘的绝 缘体；以及以将所述多个电极之间和这些多个电极之间的绝缘体连续连接的方 式形成的氧化铬膜。
根据本发明，通过以将所述多个电极之间和把多个电极之间绝缘的绝缘体 连续连接的方式形成氧化铬膜，能防止非正常间歇放电现象，可提供可靠性高 的像增强器。
下面的说明将阐述本发明的优点，从该说明或通过本发明的实践分别会清 楚或学到其中的一部分。利用下文具体指出的手段和组合可实现并获得本发明
的优点。
编入并构成本说明书的一部分的
本发明的实施例，并与上述一般 说明和后文给出的实施例详细说明一起，用于解释本发明的主旨。 图1是示出一本发明实施方式的像增强器的示意图。
具体实施例方式
下面，参照图1说明一本发明实施方式。
图1中，11是像增强器的真空管壳，在此真空管壳11的X射线、紫外线、 中子线等入射线12的入射侧形成入射窗13，并且相对于输入窗13在相反侧形 成输出窗14。真空管壳ll内，在输入窗13的内侧设置将入射线12变换成电 子束15并放射的输入面16，在输出窗14的内侧设置将电子束15变换成可视 的光学图像并输出的输出面17。
沿从输入面16往输出面17行进的电子束15的路径，配置对电子束15又 加速又汇聚的电子透镜18。此电子透镜18包含对输入面16施加负电压的阴极 K、对输出面17施加高的正电压的阳极A、该阴极K与阳极A之间的多个栅 极Gl、 G2、 G3等多个电极19。
而且，以真空管壳11的玻璃管或陶瓷等构成的绝缘体21为中介，将阳极A
和栅极G3支撑成绝缘状态。
以例如棒状玻璃或陶瓷等构成的绝缘体22为中介，将栅极G3和栅极G2 支撑成绝缘状态。
图中未示出，但以玻璃或陶瓷构成的绝缘体为中介，在真空管壳ll上将栅 极G1支撑成绝缘状态。
而且，以连续连接阳极A、栅极G3和把它们绝缘的绝缘体21(真空管壳11 的内表面)的方式，形成氧化铬膜23。击穿容易发生在绝缘体21与阳极A的界 面，但由于以连续连接阳极A、栅极G3和绝缘体21的方式形成氧化铬膜23， 所以能防止产生击穿。
又，以连续连接栅极G3、栅极G2和把它们绝缘的绝缘体22的方式，形成 氧化铬膜23。该栅极G3与栅极G2的电位差在扩大态下，升高到10千伏左右， 因此有时导致产生击穿，但由于以连续连接栅极G3、栅极G2和绝缘体22的 方式形成氧化铬膜23，能防止产生击穿。
再者，栅极G3与栅极G1的电位差在扩大态下，也升高到10千伏左右， 因此有时导致产生击穿，但由于以连续连接栅极G3、栅极G1和把它们之间绝 缘的由真空管壳11的玻璃管构成的绝缘体的方式形成氧化铬膜23，所以能防 止产生击穿。
又，氧化铬膜23的构成比例为，铬的原子百分比为25% 40%、硅的原子 百分比为1% 8%、碱金属的原子百分比为0.7% 5%，其余部分实质上由氧 构成。而且，氧化铬膜23中的氧化铬粒子的平均粒径以0.5微米 1.5微米构 成。按5微米 100微米形成氧化铬膜23的厚度。
这里。说明一例氧化铬膜23的形成方法。首先，计算并混合平均粒径0.9 微米的0203粉末和Si02/K20为3摩尔比的水玻璃水溶液，使其为上述氧化 铬膜23的构成比例。这时，可添加氨作为分散加速剂。接着，用喷涂法、笔 涂法等，对目的部位进行涂覆。
接着，在400'C 55(TC下进行烧结。这时，氛围可用真空、空气或氢等， 但真空氛围能得到最稳定的导电率。
此烧结后，根据需要，进行表面电阻值、膜厚、外观的检査后，与其它部件一起组装，并密封输入面16和输出面17，进行排气，形成光电面，从而形 成像增强器。
可是，铬的原子百分比少于25%时，不但缺乏导电性，而且损失抑制二次 电子发射的功能，容易产生非正常发光。铬的原子百分比超过40%时，缺少与 膜形成部的附着力和粒子间的粘结力，容易产生膜剥离，膜剥离带来的异物疵 点弊病或非正常发光弊病增多。因此，铬的原子百分比为25°/。 40%的范围较 佳，可靠获得导电性、低二次电子发射性和抗剥离性的更好范围是原子百分比 为32% 36%。
硅的原子百分比少于1%时，损失膜与形成部位的附着力和粒子间的粘结 力，容易产生膜剥离，膜剥离带来的异物疵点弊病或非正常发光弊病增多。硅 超过8原子％时，膜的导电性不充分。因此，硅的原子百分比为1% 8%的范 围较佳，可靠获得导电性、低二次电子发射性和抗剥离性的更好范围是原子百 分比为3% 6%。
钾的原子百分比少于0.7%时，损失膜与形成部位的附着力和粒子间的粘结 力，容易产生膜剥离，膜剥离带来的异物疵点弊病或非正常发光弊病增多。钾 的原子百分比超过5%时，膜的导电性不充分。因此，钾的原子百分比为0.7 % 5%的范围较佳，可靠获得导电性、低二次电子发射性和抗剥离性的更好 范围是原子百分比为2% 4%。而且，钾对硅的原子存在率以0.6%~0.7%的
范围为佳。
又，以上述氧化铬膜23的构成比例为前提，氧化铬粒子的平均粒径以0.5 微米 1.5微米的范围为佳。小于0.5微米，则涂覆时容易凝结，而且导电性过 高；大于1.5微米，则损失导电性，接近绝缘膜。
氧化铬膜23的厚度以5微米 100微米的范围为佳。小于5微米时，损失 抑制二次电子发射功能，非正常发光弊病增多；大于100微米时，膜容易坏。 因此，以5微米 100微米的范围为佳，为了可靠获得低二次电子发射性且难 以破坏，10微米 15微米的范围更好。
又，作为氧化铬膜23的组成中的碱金属，以钾为佳，但也能置换成钠，或 能用钾和钠两者。
于是，将真空管壳11收装到管容器25中，并在该管容器25中配置对多个 电极19施加高电压的高电压电源26、以及拍摄在输出面17上成像的可视的光 学图像的相机27等，从而形成像增强器。
因而，在此像增强器中，以将多个电极19之间和把该多个电极19绝缘的 绝缘体21、 22连续连接的方式，形成氧化铬膜23，所以能防止间歇放电现象， 可提供高可靠性的像增强器。
而且，上述组成的氧化铬膜23是电方面不带电的半导体，所起的作用是即 便例如从栅极G3接收发射电子，也不荷电，总使其逸至阳极A。当然，同时 具有阳极A与栅极G3之间电绝缘这种相反的功能，所以不导致绝缘欠佳。
本领域技术人员不难发现另外的优点和修改。所以，本发明在其广泛发明 点方面不受这里揭示并阐述的具体细节和代表性实施例限制。因而，可作各种 修改而不脱离所附权利要求书及其等同件规定的总发明理念的精神或范围。
权利要求
1、一种像增强器，其特征在于，包含在入射线的入射侧形成输入窗，并相对于输入窗在相反侧形成输出窗的真空管壳；设置在此真空管壳内输入窗侧，并放射与入射线对应的电子束的输入面；设置在所述真空管壳内输出窗侧，并将所述电子束变换成可视的光学图像的输出面；设置在所述输入面与所述输出面之间，并在所述电子束的路径上构成电子透镜的多个电极；使该多个电极之间绝缘的绝缘体；以及以将所述多个电极之间和这些多个电极之间的绝缘体连续连接的方式形成的氧化铬膜。
2、 根据权利要求l所述的像增强器，其特征在于，所述多个电极至少是阳极和邻近此阳极的栅极，绝缘体是玻璃和陶瓷这两 者中的一种。
3、 根据权利要求1或2所述的像增强器，其特征在于， 所述氧化铬膜的构成比例为，铬的原子百分比为25% 40%、硅的原子百分比为1% 8%、碱金属的原子百分比为0.7% 5%，其余部分实质上由氧构 成。
4、 根据权利要求3所述的像增强器，其特征在于， 碱金属是钾。
5、 根据权利要求1至4中任一项所述的像增强器，其特征在于， 氧化铬膜中的氧化铬粒子的平均粒径为0.5微米 1.5微米。
6、 根据权利要求1至5中任一项所述的像增强器，其特征在于， 氧化铬膜的厚度为5微米 100微米。
全文摘要
本发明提供一种像增强器。以将阳极(A)、栅极(G3)和把它们之间绝缘的绝缘体(21)连续连接的方式，形成氧化铬膜(23)。以将栅极(G3)、栅极(G2)和把它们之间绝缘的绝缘体(22)连续连接的方式，形成氧化铬膜(23)。利用氧化铬膜(23)，防止绝缘体(21)与阳极(A)之间或绝缘体(22)与栅极(G2、G3)之间的间歇放电现象。
文档编号H01J31/08GK101206989SQ20071030054
公开日2008年6月25日 申请日期2007年12月19日 优先权日2006年12月19日
发明者免束龙一 申请人:株式会社东芝;东芝电子管器件株式会社